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(3)由以上分析知,实验中,应保持定值电阻两端的电压为2V不变,变阻器的最大阻值为20Ω,电路中的电流应为I=R=
故答案为:
(1)见上图;(2)2;(3)15Ω.
【点评】探究电流与电阻的关系的实验中,要注意保持电阻两端的电压不变,本题考查了电路的连接、电流表的读数及定值电阻的选择,(3)是该题的难点,关键要注意电阻的阻值越大,所需变阻器的阻值越大.
24.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,小明用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如表:
钩码上
弹簧测力
次 数
钩码重/N
升
计
的距离
的示数/N /cm
/cm
第1次 2 第2次 4 第3次 6
5 5 5
1 1.7 /
15 15 15
66.7% 78.4% /
上升的距离
率
弹簧测力计
机械效
;则允许接的最大电阻值为:
,则不能选用大于15Ω的电阻.
(1)在实验操作中应该使钩码沿竖直方向 匀速 上升;同组的小华发现实验过程中边拉动边读数时,弹簧测力计示数不稳定,如果将弹簧测力计静止,再利用公式:η=
=
=
,
通过测算重力、拉力和承担动滑轮绳子段数就能得到机械效率.但小明认为如果这样,测量的结果将比真正的滑轮组效率 高 ,其原因是 没有考虑摩擦力,导致额外功减少 . (2)进行第3次测量时滑轮组的机械效率约为 83.3% (保留三位有效数字).
.
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【考点】滑轮(组)机械效率的测量实验.
【分析】(1)实验中要匀速拉动弹簧测力计,这样示数才与拉力相同,并有利于准确读数; 当弹簧测力计静止时,绳子和滑轮之间没有摩擦力,拉力示数会变小,有用功在总功中占的比例增大,滑轮组的机械效率偏大.
(2)由丙图读出弹簧测力计示数,由表格第3次数据,根据η=率. 【解答】解:
(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数;
如让弹簧测力计静止时读数,则减小了一部分由于摩擦造成的额外功,因此测得的机械效率偏大;
(2)由第3次图丙可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为2.4N; 根据表格中第3次测量数据可知,滑轮组的机械效率: η=
=
=
×100%≈83.3%.
=
计算滑轮组的机械效
故答案为:(1)匀速;高;没有考虑摩擦力,导致额外功减少;(2)83.3%.
【点评】本题考查了实验注意事项、弹簧测力计读数、求滑轮组效率、滑轮组效率分析等问题,属于常见题型,难度不大;确定承重绳子的股数是正确作出滑轮组绕法的关键.
五、综合应用题(共6分)
25.为了改善人们的生活,现在很多家庭购买了可以遥控的LED夜灯,如图甲所示.灯头内安装有无线接收模块,无线接收模块是控制灯亮灭的开关.
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(1)遥控器内设置有与灯头内的无线接收模块匹配的无线发射模块,无线发射模块连接有编码器,采用IR红外线遥控模式.红外线在空气中传播的速度约为 3×108 m/s.
(2)如图乙所示,是此种遥控灯的电路图局部,请将图中相应元件按正常使用情况连接完整. (3)同样的遥控灯座也可以使用普通白炽灯.如图丙所示,是相同亮度的LED灯和白炽灯的相关参数.则在5万个小时的工作时间里,使用LED灯的成本是 125 元;使用白炽灯的成本是 675 元.(市电单价:0.5元/kW?h)
【考点】串、并联电路的设计;电功计算公式的应用.
【分析】(1)红外线与电磁波在真空中的传播速度相同,为3×108m/s;
(2))①家庭电路中用电器和插座之间是并联的、开关和开关控制的用电器之间是串联、开关和开关控制的插座之间是串联的;
②三孔插座的接法:上孔接地线;左孔接零线;右孔接火线,带保险盒的插座,将保险盒接在火线上.
(3)根据相同亮度的LED灯和白炽灯的相关参数,利用额定功率和通电时间,计算出各自消耗电能,再算出电费,再加上买灯的费用就是一共需要的成本.
【解答】解:(1)红外线与电磁波在真空中的传播速度相同,所以红外线在空气中传播的速度约为3×108m/s;
(2)家庭电路中用电器和插座之间是并联的、无线接收模块是控制灯亮灭的开关,所以无线接收模块与灯串联,无线接收模块接在火线与灯之间;
三孔插座的左端接零线,右端接火线,中间接地线,电路图如图丙所示.
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(3)由P=可得使用LED消耗的电能: W=Pt=0.005kW×50000h=250kW?h, 电费:250kW?h×0.5元/kW?h=125元, 总费用:125元+20元=145元;
白炽灯消耗的电能W'=P't'=0.025kW×50000h=1250kW?h, 节能灯电费:1250kW?h×0.5元/kW?h=625元, 总费用:625元+1元×
=675元;
故答案为:(1);(2)如上图;(3)125;675.
【点评】本题考查电磁波的传播速度、家庭电路的连接、电功的计算,以及实际生活中的有关问题,关键是学会从题目所给信息中找到有用的数据.
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